RU2791229C2

RU2791229C2 - Installation for regasification of liquefied natural gas with production of liquefied hydrocarbon gases

Info

Publication number: RU2791229C2
Application number: RU2021109519A
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Акулов; Андрей Владиславович Курочкин; Алена Геннадиевна Чиркова
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Пегаз Инжиниринг"
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2023-03-06

Abstract

FIELD: gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to equipment for regasification of liquefied natural gas with production of liquefied hydrocarbon gases; it can be used in the gas industry. An installation is proposed, including pumps of medium and high pressure 1 and 2, demethanizer 3, and deethanizer 4 with a heated bottom, heater 5 with outer heat source 6, and expander-compressor machine 7. During the operation of installation, LNG supplied by pump 1 is separated into two parts, the first of which is directed to column 3, and the second one supplied by pump 2 is heated in columns 3 and 4, heater 5, using an intermediate circulating heat carrier supplied from source 6, reduced in the expander of machine 7, and directed to column 3 as steam irrigation. From the top of column 3, deethanized natural gas is removed, compressed in the compressor of machine 7, and directed to a gas pipeline. From the bottom of column 3, ethane-containing condensate is directed to deethanizer 4, where it is separated into an ethane fraction and LPG.

EFFECT: increase in the yield of an ethane fraction.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для разгазирования сжиженного природного газа (СПГ) с получением сжиженных углеводородных газов (СУГ) и может быть использовано в газовой промышленности.The invention relates to equipment for the degassing of liquefied natural gas (LNG) to produce liquefied hydrocarbon gases (LHG) and can be used in the gas industry.

Известен способ регазификации жидкости и установка для регазификации жидкости [RU 2691863, опубл. 18.06.2019 г., МПК F17C 9/02], осуществляемый на установке, включающей емкость теплообменник-подогреватель, насос, дроссельный канал, в котором реализуют критическое истечение с образованием двухфазного парожидкостного потока, и теплообменник-испаритель.A known method of liquid regasification and installation for liquid regasification [RU 2691863, publ. 06/18/2019, IPC F17C 9/02], carried out on a plant that includes a heat exchanger-heater tank, a pump, a throttle channel in which a critical outflow is implemented with the formation of a two-phase vapor-liquid flow, and a heat exchanger-evaporator.

Недостатками известных способа и установки являются невозможность выделения этановой фракции и сжиженных углеводородных газов в процессе регазификации СПГ.The disadvantages of the known method and installation are the impossibility of separating the ethane fraction and liquefied hydrocarbon gases in the process of LNG regasification.

Наиболее близки по технической сущности к предлагаемому изобретению установка для регазификации сжиженного природного газа и способ ее осуществления [ЕА 200501876, опубл. 28.04.2006 г., МПК F25J 3/00, F17C 9/02, F17C 7/143], при этом один из вариантов установки включает насос среднего давления, соединенный линией подачи первой части СПГ с деметанизатором, соединенным линией подачи деметанизированного конденсата с деэтанизатором, который оснащен линиями вывода этановой фракции и сжиженных углеводородных газов, и оборудован дефлегматором, расположенным на линии подачи второй части СПГ, оснащенной насосом высокого давления, нагревателем, соединенным с внешним источником тепла, и детандером детандер-компрессорного агрегата, соединенным с деметанизатором, который оснащен линией вывода деэтанизированного газа с установленным компрессором детандер-компрессорного агрегата, при этом деметанизатор и деэтанизатор оборудованы нагревателями низа.The closest in technical essence to the present invention is an installation for regasification of liquefied natural gas and a method for its implementation [EA 200501876, publ. 04/28/2006, IPC F25J 3/00, F17C 9/02, F17C 7/143], while one of the installation options includes a medium pressure pump connected by a supply line of the first part of the LNG to a demethanizer connected by a supply line of demethanized condensate to a deethanizer , which is equipped with lines for the output of ethane fraction and liquefied hydrocarbon gases, and is equipped with a dephlegmator located on the supply line of the second part of the LNG, equipped with a high pressure pump, a heater connected to an external heat source, and an expander of the expander-compressor unit connected to a demethanizer, which is equipped with a deethanized gas outlet line with an installed compressor of the expander-compressor unit, while the demethanizer and deethanizer are equipped with bottom heaters.

Недостатком данных способа и установки является низкий выход этановой фракции из-за относительно высокой температуры деэтанизированного природного газа, выводимого из деметанизатора, вследствие отсутствия в нем устройств для охлаждения верха.The disadvantage of these method and installation is the low yield of the ethane fraction due to the relatively high temperature of the deethanized natural gas discharged from the demethanizer, due to the absence of devices for cooling the top.

Задача изобретения - увеличение выхода этановой фракции.The objective of the invention is to increase the yield of the ethane fraction.

Техническим результатом является увеличение выхода этановой фракции путем оборудования деметанизатора дефлегматором, охлаждаемым частью СПГ, вследствие снижения за счет этого температуры деэтанизированного природного газа, выводимого из деметанизатора. The technical result is to increase the yield of the ethane fraction by equipping the demethanizer with a reflux condenser cooled by a part of the LNG, due to the reduction due to this temperature deethanized natural gas output from the demethanizer.

Технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей насос среднего давления, соединенный линией подачи первой части СПГ с деметанизатором, соединенным линией подачи деметанизированного конденсата с деэтанизатором, который оснащен линиями вывода этановой фракции и сжиженных углеводородных газов, и оборудован дефлегматором, расположенным на линии подачи второй части СПГ, оснащенной насосом высокого давления, нагревателем, соединенным с внешним источником тепла, и детандером детандер-компрессорного агрегата, соединенным с деметанизатором, который оснащен линией вывода деэтанизированного газа с установленным компрессором детандер-компрессорного агрегата, при этом деметанизатор и деэтанизатор оборудованы нагревателями низа, особенностью является то, что деметанизатор оборудован дефлегматором, расположенным на линии подачи второй части СПГ между насосом высокого давления и дефлегматором деэтанизатора.The technical result is achieved by the fact that in a well-known installation, including a medium pressure pump connected by a supply line of the first part of the LNG to a demethanizer, connected by a supply line of demethanized condensate to a deethanizer, which is equipped with output lines for the ethane fraction and liquefied hydrocarbon gases, and is equipped with a dephlegmator located on the line supply of the second part of the LNG, equipped with a high pressure pump, a heater connected to an external heat source, and an expander of the expander-compressor unit connected to the demethanizer, which is equipped with a deethanized gas outlet line with an installed compressor of the expander-compressor unit, while the demethanizer and deethanizer are equipped with heaters bottom, the feature is that the demethanizer is equipped with a reflux condenser located on the LNG second part supply line between the high pressure pump and the reflux condenser of the deethanizer.

Вторая часть СПГ после насоса высокого давления может подаваться в дефлегматоры как последовательно, так и параллельно. The second part of the LNG after the high pressure pump can be fed into the dephlegmators both in series and in parallel.

В качестве СУГ могут быть получены, например, широкая фракция легких углеводородов или пропан-бутан автомобильный. В качестве деметанизатора и деэтанизатора используют фракционирующие колонны. В качестве внешнего источника тепла могут быть, например, системы охлаждения когенерационной теплоэлектростанции, которая соединена с нагревателем линиями ввода/вывода промежуточного теплоносителя. Возможна также непосредственная подача второй части СПГ после дефлегматора деэтанизатора в охлаждающие устройства внешнего источника тепла. Детандер соединен с компрессором (и может быть соединен с насосами) посредством механических, гидравлических, электрических или магнитных систем. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники. As LPG, for example, a wide fraction of light hydrocarbons or automobile propane-butane can be obtained. Fractionation columns are used as demethanizer and deethanizer. An external heat source can be, for example, the cooling systems of a cogeneration thermal power plant, which is connected to the heater by lines of input/output of the intermediate heat carrier. It is also possible to directly supply the second part of the LNG after the dephlegmator of the deethanizer to the cooling devices of an external heat source. The expander is connected to the compressor (and can be connected to pumps) through mechanical, hydraulic, electrical or magnetic systems. As other elements of the installation, any devices of the appropriate purpose, known from the prior art, can be placed.

Увеличение выхода этановой фракции достигается путем оборудования деметанизатора дефлегматором, охлаждаемым второй частью СПГ вследствие снижения за счет этого температуры деэтанизированного природного газа, выводимого из деметанизатора, и более полной конденсации этана.An increase in the yield of the ethane fraction is achieved by equipping the demethanizer with a dephlegmator cooled by the second part of the LNG due to the reduction due to this temperature deethanized natural gas output from the demethanizer, and a more complete condensation of ethane.

Предлагаемая установка (показана на чертеже) включает насосы 1 и 2, колонны 3 (деметанизатор) и 4 (деэтанизатор) с нагревателями низа, нагреватель 5 с внешним источником тепла 6, и детандер-компрессорный агрегат 7. Соединение детандера с компрессором в агрегате 7 и возможное соединение детандера с насосами 1 и 2 показано штрих-пунктиром.The proposed installation (shown in the drawing) includes pumps 1 and 2, columns 3 (demethanizer) and 4 (deethanizer) with bottom heaters, heater 5 with an external heat source 6, and an expander-compressor unit 7. The connection of the expander with the compressor in unit 7 and a possible connection of the expander with pumps 1 and 2 is shown by a dash-dotted line.

При работе установки СПГ, подаваемый по линии 8 насосом 1, разделяют на две части, первую из которых направляют в колонну 3, а вторую, подаваемую по линии 9 насосом 2, нагревают в колоннах 3 и 4, нагревателе 5 с помощью промежуточного циркулирующего теплоносителя, подаваемого из источника 6, редуцируют в детандере агрегата 7 и по линии 10 подают в колонну 3 в качестве парового орошения. С верха колонны 3 по линии 11 выводят деэтанизированный природный газ, сжимают его в компрессоре агрегата 7 и по линии 12 направляют в газопровод. С низа колонны 3 по линии 13 этансодержащий конденсат, направляют в колонну 4, где разделяют на этановую фракцию, выводимую по линии 14, и СУГ, выводимые по линии 15.During operation of the plant, LNG supplied via line 8 by pump 1 is divided into two parts, the first of which is sent to column 3, and the second, supplied via line 9 by pump 2, is heated in columns 3 and 4, heater 5 using an intermediate circulating coolant, supplied from source 6 is reduced in the expander of unit 7 and fed through line 10 to column 3 as a steam reflux. Deethanized natural gas is removed from the top of column 3 via line 11, compressed in the compressor of unit 7 and sent to the gas pipeline via line 12. From the bottom of column 3 via line 13, ethane-containing condensate is sent to column 4, where it is separated into an ethane fraction, output via line 14, and LPG, output via line 15.

Работоспособность установки подтверждается примером: 101,3 т/час СПГ, содержащего, %об.: метан 88,2; этан 5,2; азот 0,7; углеводороды С₃₊ остальное с температурой минус 155,5°С насосом 1 сжимают до 3,0 МПа и разделяют на две части, 50,6 т/час направляют в колонну 3, а вторую часть, сжатую насосом 2 до 17,0 МПа, нагревают до 191°С в колоннах 3, 4, а также в нагревателе 5 жидким циркулирующим теплоносителем, нагреваемым в системах охлаждения когенерационной теплоэлектростанции 6, редуцируют в детандере агрегата 7 до 3,0 МПа и подают в колонну 3. С верха колонны 3 при минус 94,9°С выводят 105,8 тыс. нм³/час деэтанизированного природного газа, сжимают его в компрессоре агрегата 7 до 10,0 МПа и направляют в газопровод. С низа колонны 3 25,0 т/час этансодержащего конденсата направляют в колонну 4, где разделяют на 6,0 т/час этановой фракции и 19,0 т/час пропана-бутана автомобильного в качестве СУГ.The operability of the installation is confirmed by the example: 101.3 t/h LNG containing, % vol.: methane 88.2; ethane 5.2; nitrogen 0.7; hydrocarbons C ₃₊ the rest with a temperature of minus 155.5 ° C is compressed by pump 1 to 3.0 MPa and divided into two parts, 50.6 t / h is sent to column 3, and the second part, compressed by pump 2 to 17.0 MPa , heated to 191 ° C in columns 3, 4, as well as in the heater 5 with a liquid circulating coolant heated in the cooling systems of a cogeneration thermal power plant 6, reduced in the expander of the unit 7 to 3.0 MPa and fed into column 3. From the top of column 3 at minus 94.9°C output 105.8 thousand nm ³ /h deethanized natural gas, compress it in the compressor unit 7 to 10.0 MPa and sent to the gas pipeline. From the bottom of column 3, 25.0 t/h of ethane-containing condensate is sent to column 4, where it is divided into 6.0 t/h of ethane fraction and 19.0 t/h of automobile propane-butane as LPG.

В условиях примера на установке, описанной в прототипе, деэтанизированный природный газ выводят при минус 92,7°С и получают 5,7 т/час этановой фракции и 18,9 т/час СУГ.Under the conditions of the example in the installation described in the prototype, deethanized natural gas is removed at minus 92.7°C and 5.7 t/h of the ethane fraction and 18.9 t/h of LPG are obtained.

Таким образом предлагаемая установка позволяет увеличить выход этановой фракции и может быть использована в промышленности.Thus, the proposed installation allows to increase the yield of the ethane fraction and can be used in industry.

Claims

Liquefied natural gas (LNG) regasification plant to produce liquefied hydrocarbon gases, including a medium pressure pump connected by a supply line of the first part of the LNG to a demethanizer, connected by a demethanized condensate supply line to a deethanizer, which is equipped with lines for the output of the ethane fraction and liquefied hydrocarbon gases and is equipped with a dephlegmator, located on the supply line of the second part of the LNG, equipped with a high-pressure pump, a heater connected to an external heat source, and an expander of the expander-compressor unit connected to a demethanizer, which is equipped with a de-ethanized gas outlet line with an installed compressor of the expander-compressor unit, while the demethanizer and the deethanizer is equipped with bottom heaters, characterized in that the demethanizer is equipped with a dephlegmator located on the LNG second part supply line between the high pressure pump and the deethanizer dephlegmator.